DE3506293C2 - - Google Patents

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DE3506293C2
DE3506293C2 DE19853506293 DE3506293A DE3506293C2 DE 3506293 C2 DE3506293 C2 DE 3506293C2 DE 19853506293 DE19853506293 DE 19853506293 DE 3506293 A DE3506293 A DE 3506293A DE 3506293 C2 DE3506293 C2 DE 3506293C2
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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Signalgeber mit einem in verschiedenen Richtungen auslenkbaren Steuerhebel zur Erzeugung mehrerer, verschiedenen Richtungen zugeordneter Steuersignale, enthaltend:
  • a) einen durch eine Schwenklagerung gegenüber einem Grundteil um einen Schwenkpunkt allseitig schwenkbar gelagerten Steuerhebel,
  • b) einen sich radial erstreckenden, eine plane Ringfläche bildenden Teller an dem Steuerhebel
  • c) Fühlermittel, welche auf Auslenkung des Steuerhebels über den Teller Steuersignale liefern
  • d) zwei um 90° gegeneinander winkelversetzte Paare von gesonderten, diametral einander gegenüberliegenden Haltegliedern, die unter dem Einfluß vorgespannter Federglieder an der planen Ringfläche des Tellers anliegen und den Steuerhebel in einer Mittellage halten.
Zugrundeliegender Stand der Technik
Durch die GB-PS 7 53 678 ist ein Signalgeber mit einem in zwei Richtungen auslenkbaren Steuerhebel zur Erzeugung eines Paares von Steuersignalen bekannt. Dieser Signal­ geber enthält einen Steuerhebel, der durch eine Schwenk­ lagerung in Form eines Kugelgelenkes gegenüber einem Grundteil um einen Schwenkpunkt allseitig schwenkbar gelagert ist. Fühlermittel sprechen auf Auslenkung des Steuerhebels in verschiedenen Richtungen an und liefern entsprechende Steuersignale. An dem Steuerhebel sitzt ein sich radial erstreckender, eine plane Ringfläche bilden­ der Teller. Dieser Teller wirkt mit den Fühlermitteln zur Erzeugung der Steuersignale zusammen. Zur Halterung des Steuerhebels in einer Mittellage sind zwei Paare von ge­ sonderten, diametral einander gegenüberliegenden Halte­ gliedern vorgesehen. Die Halteglieder sind in zueinander senkrechten Ebenen angeordnet. Die Halteglieder liegen unter dem Einfluß vorgespannter Federglieder an der planen Ringfläche des Tellers an.
Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich um einen elektrischen Schnappschalter. Die Halteglieder sind hier Stößel, die in axialer Richtung in einem Gehäuse ver­ schiebbar geführt sind. Diese Stößel weisen Köpfe auf, die mit je einem Bund an dem Rand eines Gehäusedurchbruches anliegen. Die Stößel stehen unter der Vorspannung einer Feder. Auf den Köpfen ist der Teller mit der auf dessen Unterseite vorgesehenen planen Ringfläche kraftschlüssig abgestützt. Es muß dadurch die Vorspannung jeweils einer der Federn überwunden werden, um den Steuerhebel mit dem Teller aus seiner Mittellage auszulenken. Es sind vier solcher Stößel vorgesehen. Durch eine Kulisse mit einem Kreuzschlitz kann dafür gesorgt werden, daß der Steuer­ hebel jeweils nur in der einen oder in der anderen Richtung ausgelenkt werden kann nicht aber schräg zu diesen zueinander senkrechten Richtungen. Mit den Stößeln sind Schaltkontakte sowie ein Schnappmechanismus verbun­ den.
Bei dieser Anordnung sind die Stößel gleichzeitig Halte­ glieder, welche den Steuerhebel in seiner Mittelstellung halten und "Fühlermittel", nämlich Teile der von dem Steuerhebel betätigten elektrischen Schnappschalter.
Von dieser GB-PS 7 53 678 geht der Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 aus.
Bei anderen bekannten Steuersignalgebern (DE-OS 28 10 609) erfolgt die Halterung des Steuerhebels in einer Mittellage durch vorgespannte Federn, die einander entgegenwirkend auf gegenüberliegenden Seiten unmittelbar auf den Steuer­ hebel wirken. Bei einer Auslenkung des Steuerhebels wird die Vorspannung der einen Feder erhöht und die der gegenü­ berliegenden Feder verringert, so daß eine resultierende Rückstellkraft auftritt. In der Mittellage heben sich die Vorspannungen der beiden Federn auf. Die Rückstellkraft ist proportional der Auslenkung. Bei kleinen Auslenkungen tritt auch nur eine kleine Rückstellkraft auf.
Das ist häufig nachteilig. Kleinen Auslenkungen wird nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt. Im Bereich der Mittellage ist der Steuerhebel leicht durch unbeabsichtig­ te Störkräfte, z. B. Trägheitskräfte infolge von Erschüt­ terungen oder Vibrationen, verstellbar. Auch kann der Be­ nutzter die Mittellage nicht genau fühlen. Es können dem­ entsprechend unerwünschte Steuersignale erzeugt werden. Man könnte versuchen, dieser Erscheinung durch Wahl einer steileren Federcharakteristik Herr zu werden. Das bewirkt jedoch nur eine quantitative Änderung: Der Bereich, in welchem die Rückstellkräfte klein sind, wird verringert. Der Steilheit der Federcharakteristik sind auch Grenzen gesetzt. Bei einer zu großen Federkonstante wird die Rück­ stellkraft bei großen Auslenkungen des Steuerhebels zu groß.
Die nicht vorveröffentlichte DE-OS 34 31 523 betrifft einen Steuersignalgeber zur Erzeugung eines Paares von Steuer­ signalen mittels eines in zwei Richtungen auslenkbaren Steuerhebels, enthaltend einen durch eine Schwenklagerung gegenüber einem Grundteil um einen Schwerpunkt allseitig schwenkbar gelagerten Schwenkhebel und Fühlermittel, welche auf die Auslenkung des Steuerhebels ansprechen und Steuersignale liefern. Der Erfindung der DE-OS 34 31 523 liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuersignalgeber dieser Art so auszubilden, daß Verschleiß und die Gefahr einer Beschädigung im Betrieb weitgehend vermieden wird, der Aufbau vereinfacht wird und die Abmessungen verringert werden. Dies wird nach der DE-OS 34 31 523 dadurch er­ reicht, daß an dem Steuerhebel um die Schwenklagerung her­ um ein Teller angebracht ist und die Fühlermittel von Nä­ herungsensoren gebildet sind, die in dem Grundteil sitzen und auf die Bewegung des Tellers um den Schwenkpunkt an­ sprechen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kompakte Konstruktion für die Halterung eines Steuer­ hebels der eingangs genannten Art in seiner Mittellage mittels vorgespannter Halteglieder zu schaffen.
Dabei soll der Benutzer die Möglichkeit haben, durch Ver­ stellung des Steuerhebels schräg zu den beiden vorgegebe­ nen Richtungen gleichzeitig verschiedene Fühlermittel zur Erzeugung von Steuersignalen anzusteuern, wobei er an der auf den Steuerhebel aufzubringenden Kraft erkennen kann, ob die Auslenkung in der einen oder der anderen Richtung oder in einer dazwischenliegenden Richtung erfolgt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
  • e) an dem Grundteil (16) eine im wesentlichen in der Ebene der planen Ringfläche liegende, den Teller (22) umgebende, ringförmige Auflagefläche (58) gebildet ist,
  • f) die Federglieder (60) von am Grundteil (16) befestig­ ten Blattfedern (66) gebildet sind und
  • g) die Halteglieder (62) mit je einer Schwenkkante (68) an der Auflagefläche anliegen und sich mit geringem Spiel über die Ringfläche (65) des Tellers (22) er­ strecken.
Es sind dabei an dem Grundteil und dem Teller konzentri­ sche, im wesentlichen in einer Ebene liegende Ringflächen gebildet. Die Ringfläche am Grundteil bildet eine Auflage­ fläche, auf welcher die Halteglieder unter Federvorspan­ nung aufliegen. Diese Halteglieder ragen mit geringem Spiel über die Ringfläche des Tellers. Als Federn dienen Blattfedern. Es läßt sich dadurch eine sehr kompakte Kon­ struktion erzielen. Die Halteglieder sind mit einer Schwenkkante so ausgebildet, daß sie bei Auslenkung des Steuerhebels in ihrer Längsrichtung federnd ausgelenkt werden und nach Überwindung der Vorspannung von der Aufla­ gefläche abheben, daß sie aber jeweils einer Auslenkung senkrecht zu ihrer Längsrichtung keinen Widerstand entge­ gensetzen. Der Teller schwenkt dann um die Längskante. Bei Auslenkung des Steuerhebels schräg zu beiden vorgegebenen Richtungen müssen gleichzeitig zwei Halteglieder unter Überwindung der Vorspannung ausgelenkt, also eine erhöhte Kraft aufgewandt werden. Das fühlt der Benutzer bei der Betätigung des Steuerhebels.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel eines Signalgebers ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher er­ läutert:
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Steuersignalge­ bers.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1 bei abgenommener Manschette.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt eines der Federglieder mit dem daran angeform­ ten Halteglied.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Federgliedes und der darauf aufliegenden zusätzlichen Blattfe­ der.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Der Steuersignalgeber enthält einen in mehreren Richtungen auslenkbaren Steuerhebel 10. Die Bewegungen des Steuer­ hebels werden in zwei Ebenen X und Y, der Papierebene von Fig. 1 und einer dazu senkrechten Ebene durch Fühlermittel abgetastet und in Steuersignale umgesetzt. Die Steuer­ signale geben an, ob der Steuerhebel nach rechts oder links oder nach vorn oder hinten (bezogen auf Fig.1) ausgelenkt wird. Es können auch beide Bewegungen über­ lagert und damit zwei Steuersignale gleichzeitig erzeugt werden. Der Grundaufbau und die Wirkungsweise des Steuer­ signalgebers sind die gleichen wie bei dem Steuersignal­ geber nach der oben erwähnten DE-OS 34 31 523.
Der Steuerhebel 10 ist durch eine Schwenklagerung 12 in Form eines Kardangelenks um einen Schwenkpunkt 14 all­ seitig schwenkbar gegenüber einem Grundteil 16 gelagert. An dem Steuerhebel 10 ist um den Schwenkpunkt 14 herum ein radial sich erstreckender Teller 22 angebracht. Der Teller weist auf der in Fig.1 oberen Seite eine sich radial erstreckende, plane Ringfläche 65 auf. Auf der dem Grund­ teil 16 zugewandten Seite bildet der Teller 22 eine konische Ringfläche 34. Der Teller 22 besteht aus ferro­ magnetischem Material.
Die Bewegung des Steuerhebels 10 und des Tellers 22 wird durch Fühlermittel abgetastet, welche die Steuersignale liefern. Die Abtastung erfolgt berührungslos. Zu diesem Zweck sind in den beiden erwähnten Ebenen in dem Grundteil 16 Näherungssensoren angeordnet, welche auf die Bewegung des Tellers 22 um den Schwenkpunkt 14 ansprechen. Die Näherungssensoren sind Topfkernspulen 56, die paarweise in bezug auf den Schwenkpunkt diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Näherungssensoren wirken mit der konischen Ringfläche des ferromagnetischen Tellers 22 zusammen.
Zur Halterung des Steuerhebels 10 in seiner Mittelstellung sind zwei um 90° gegeneinander winkelversetzte Paare von gesonderten, diametral einander gegenüberliegenden Halte­ gliedern 62 vorgesehen, die unter dem Einfluß vorge­ spannter Federglieder 60 an der planen Ringfläche 65 des Tellers 22 anliegen und den Steuerhebel 10 in einer Mittellage halten. Zu diesem Zweck ist an dem Grundteil 16 eine im wesentlichen in der Ebene der planen Ringfläche 65 des Tellers 22 liegende, den Teller 22 umgebende, ring­ förmige Auflagefläche 58 gebildet. Die Federglieder 60 sind von am Grundteil 16 befestigten Blattfedern 66 gebildet. Die Halteglieder 62 liegen mit je einer Schwenk­ kante 68 an der Auflagefläche 58 an und erstrecken sich mit ihren freien Enden 62 mit geringem Spiel über die Ringfläche 65 des Tellers 22. Die Halteglieder 62 liegen mit ihren Schwenkkanten 68 in den Ebenen, nämlich der Papierebene in Fig.1 und der dazu senkrechten Ebene, in denen die Bewegungen des Steuerhebels 10 durch die Fühler­ mittel abgetastet werden.
In Fig. 2 sind die zwei Paare von diametral einander gegen­ überliegenden Federglieder als 60 A, 60 B bzw. 60 C, 60 D unter­ schieden. Eines dieser Paare 60 A, 60 B liegt im wesentlichen in der Ebene X, also der Papierebene in Fig. 1. Das andere dieser Paare ist mit seinen Haltegliedern nach der Ebene Y ausgerichtet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist jedes der Federglieder 60 A, 60 B, 60 C und 60 D eine an dem Grundteil 16 befestigte, vorgespannte Blattfeder 66 A, 66 B, 66 C bzw. 66 D auf. Diese Blattfedern 66 A, 66 B, 66 C und 66 D erstrecken sich bogenförmig um den Teller 22. Die Halteglieder 62 sind von im Querschnitt v-förmigen Federblechteilen ge­ bildet, die an den Enden der Blattfedern 66 angeformt sind und mit ihrer Mittelkante die an der Auflagefläche 58 anliegende Schwenkkante 68 bilden. Der Grundteil 16 bildet einen Kragen 70, der koaxial zur Achse des Steuerhebels 10 angeordnet ist (wenn sich der Steuerhebel 10 in seiner Mittellage befindet). Die Auflagefläche 58 ist von der ringförmigen Stirnfläche dieses Kragens 70 gebildet. Zwischen der Ebene der Auflagefläche 58 und damit den Haltegliedern und der Ebene der Ringfläche 65 des Tellers 22 kann eine Toleranz von 0 bis 0,2 mm eingestellt sein. Jedes der Federglieder 60 enthält weiterhin eine am Grund­ teil 16 befestigte, zusätzliche, vorgespannte Blattfeder 78, welche die Blattfeder 66 belastet. Jede dieser zusätz­ lichen Blattfedern 78 ist zusammen mit der zugehörigen Blattfeder 66 A bis 66 D mit einem Ende durch Schrauben 74 A bis 74 D an der Auflagefläche 58 befestigt. Die Blattfeder 78 erstreckt sich jeweils über etwa 90° über die Auflage­ fläche 58 und liegt mit dem anderen Ende auf der Außen­ kante 76 A, 76 B, 76 C bzw. 76 D des betreffenden v-förmigen Haltegliedes 62 A, 62 B, 62 C bzw. 62 D auf.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Bei Ausübung einer Kraft auf den Steuerhebel 10, z.B. nach rechts in der Papierebene von Fig. 1, greift Ringfläche 65 an dem Federglied 60 A an. Solange aber die am Steuerhebel 10 wirksame Kraft nicht die Vorspannung des Federgliedes 60 A überwindet, mit welcher dieses an der Auflagefläche 58 anliegt, kann eine Auslenkung des Steuerhebels 10 nicht erfolgen. Es können dadurch keine unbeabsichtigten Bewegungen des Steuerhebels 10 unter dem Einfluß von Störkräften stattfinden, wie das bei einer linear von null ausgehenden Federcharakteristik der Fall wäre. Bei einer Bewegung des Steuerhebels 10 nach rechts in Fig. 1 ist das Federglied 60 B wirkungslos. Diese sichere Halterung des Steuerhebels 10 in der Mittellage ist von besonderer Bedeutung für einen Steuersignalgeber der vorstehend beschriebenen Art, bei welchem die Bewegung des Steuer­ hebels 10 berührungslos abgetastet wird. Auf den Steuer­ hebel 10 wirken dann außer der Federhalterung keine sonstigen Stütz- oder Rückstellkräfte, so daß der Steuer­ hebel besonders anfällig gegen äußere Störkräfte ist. Auch kann die berührungslose Abtastung sehr empfindlich ausge­ führt werden, so daß schon kleine Wege ein merkliches Steuersignal liefern.
Wenn die Vorspannung des Federgliedes überwunden wird, dann erfolgt eine Auslenkung des Steuerhebels 10 unter Deformation des Federgliedes 60 A. Die dazu senkrechten Federglieder 60 C und 60 D werden bei dieser Schwenkbewegung praktisch nicht verformt. Vielmehr schwenkt die Ringfläche 65 um die Schwenkkanten 68 der beiden Halteglieder 62 C und 62 D. Federglied 60 B bleibt bei der Verschwenkung des Steuerhebels 10 nach rechts in Fig. 1, wie gesagt, eben­ falls unbeeinflußt.
Für eine Schwenkbewegung des Steuerhebels 10 senkrecht zur Papierebene von Fig. 1 gilt sinngemäß das gleiche. Es erfolgt dann eine Verformung z.B des Federgliedes 60 D. Die Ringfläche 65 schwenkt um die Schwenkkanten 68 der Halte­ glieder 62 A und 62 B. Das Federglied 60 C bleibt unbeein­ flußt.
Wenn der Steuerhebel 10 in einer zwischen den Richtungen X und Y liegenden Richtung verschwenkt wird, was zur gleich­ zeitigen Erzeugung zweier verschiedener Steuersignale führt, dann müssen gleichzeitig zwei Federglieder, z.B. 60 A und 60 B verformt werden. Das macht sich für den Benutzer als erhöhter Widerstand bemerkbar. Der Benutzer kann daher die Richtungen X und Y, in denen jeweils nur ein Signal erzeugt wird, daran fühlen, daß in diesen Richtungen jeweils ein minimaler Widerstand gegen die Verstellung auftritt.

Claims (6)

1. Signalgeber mit einem in verschiedenen Richtungen auslenkbaren Steuerhebel zur Erzeugung mehrerer, verschiedenen Richtungen zugeordneter Steuersignale, enthaltend:
  • a) einen durch eine Schwenklagerung (12) gegenüber einem Grundteil (16) um einen Schwenkpunkt (14) allseitig schwenkbar gelagerten Steuerhebel (10),
  • b) einen sich radial erstreckenden, eine plane Ringfläche bildenden Teller (22) an dem Steuer­ hebel (10)
  • c) Fühlermittel, welche auf Auslenkung des Steuer­ hebels über den Teller (22) Steuersignale liefern
  • d) zwei um 90° gegeneinander winkelversetzte Paare von gesonderten, diametral einander gegenüber­ liegenden Haltegliedern, die unter dem Einfluß vorgespannter Federglieder an der planen Ring­ fläche (65) des Tellers (22) anliegen und den Steuerhebel in einer Mittellage halten,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • e) an dem Grundteil (16) eine im wesentlichen in der Ebene der planen Ringfläche liegende, den Teller (22) umgebende, ringförmige Auflagefläche (58) gebildet ist,
  • f) die Federglieder (60) von am Grundteil (16) be­ festigten Blattfedern (66) gebildet sind und
  • g) die Halteglieder (62) mit je einer Schwenkkante (68) an der Auflagefläche anliegen und sich mit geringem Spiel über die Ringfläche (65) des Tellers (22) erstrecken.
2. Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (66) sich bogenförmig um den Teller (22) erstrecken.
3. Signalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (62) von im Querschnitt v-för­ migen Federblechteilen am Ende der Blattfedern (66) gebildet sind, die mit ihrer Mittelkante die an der Auflagefläche (58) anliegende Schwenkkante (68) bilden.
4. Signalgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der Blattfedern (66) durch eine am Grundteil (16) befestigte, zusätzliche, vorgespannte Blattfeder (78) belastet ist.
5. Signalgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zusätzlichen Blattfedern (78)
  • a) zusammen mit der den Haltekörper (62) tragenden Blattfeder (66) mit einem Ende an der ringförmi­ gen Auflagefläche (58) befestigt ist,
  • b) sich jeweils über etwa 90° über die Auflagefläche (58) erstreckt und
  • c) mit dem anderen Ende auf einer Außenkante (76) eines v-förmigen Haltekörpers (62) aufliegt.
DE19853506293 1984-08-28 1985-02-22 Steuersignalgeber mit auslenkbarem steuerhebel Granted DE3506293A1 (de)

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